一、选择题
1.下列有关铁元素的叙述中正确的是( )
A.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
B.氢氧化铁可以由相应的物质通过化合反应而制得
C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O
D.铁元素位于周期表中第4周期第ⅦA族
【解析】 选项A,氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I 2,可知铁与Cl2、Br2反应时生成FeCl3、FeBr3,而与I2反应时生成FeI2:2Fe+3Cl2=====△2FeCl3,2Fe+3Br2=====△2FeBr3,Fe+I2=====△FeI2,故A项错误;选项B,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,正确;选项C,由于Fe3+的氧化性强于I2,所以Fe3+可将I-氧化,氢氧化铁溶于氢碘酸时反应的化学方程式为:
2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O,故C项错误;
选项D,铁属于过渡元素,位于周期表中第4周期第Ⅷ族,故D项错误。
【答案】 B
2.下列反应中,铁只能生成+3价化合物的是( )
A.过量铁粉与稀酸反应
B.铁粉与硫蒸气反应
C.铁粉与过量的浓硫酸共热
D.红热的铁粉与水蒸气反应
【答案】 C
3.将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水即呈红色的是( )
A.FeS B.Fe2O3
C.FeCl3 D.Fe3O4
【解析】 将这四种化合物溶于盐酸后,B、C、D项中均有Fe3+,加入KSCN后都呈红色,故排除,只有FeS加入盐酸后生成Fe2+,加入氯水时被氧化成Fe3+而呈红色。
【答案】 A
4.将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是(多选)( )
A.Na2SO4 B.氯水
C.KNO3 D.CuCl2
【解析】 将铁屑溶于过量盐酸后形成了FeCl2的盐酸溶液。A、D项中都不能形成氧化Fe2+的物质,B项氯水的氧化性较强,能将Fe2+氧化为Fe3+,KNO3虽不能氧化Fe2+,但已溶于溶液中形成强氧化性酸(HNO3)而将Fe2+氧化为Fe3+。
【答案】 BC
5.在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液颜色变化应是( )
A.颜色变浅 B.逐渐变深绿
C.没有改变 D.变棕黄色
【解析】 Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应:3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++NO↑+2H2O,有棕黄色的Fe3+生成。
【答案】 D
6.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是( )
①有Fe2+ ②Fe2+和Fe3+
③Fe2+和Cu2+ ④Cu2+和Fe3+
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
【解析】 题中“滤出固体”说明是单质Cu或Cu、Fe的混合物,则溶液一定没有Fe3+,一定有Fe2+,可能有Cu2+。
【答案】 A
7.把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,此时若滴入BaCl2溶液,则会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的是( )
A.SO2 B.Fe2+
C.Fe3+ D.NO3-
【解析】 SO2具有还原性,Fe3+具有氧化性,二者反应生成Fe2+和H2SO4,溶液由棕黄色变为浅绿色,由于溶液中还存在NO3-,H+与NO3-又将Fe2+氧化生成Fe3+,溶液又由浅绿 色变为棕黄色,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明SO2已被氧化成SO42-,所以最终被还原的是NO3-。
【答案】 D
8.向某晶体的溶液中加入含Fe2+的溶液无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现血红色,由此得出下列的结论错误的是( )
A.Fe3+的氧化性比溴的氧化性强
B.该晶体中一定含有SCN-
C.Fe2+与SCN-不能形成血红色化合物
D.Fe2+被溴氧化成Fe3+
【解析】 某晶体的溶液中没有与Fe2+发生反应的离子,当加入溴水后,Fe2+一定被氧化成Fe3+,此时溶液出现血红色,说明原晶体是含有SCN-的盐,很明显判断出B、C、D均正确,在Br2与Fe2+反应中,Fe3+是 氧化产物,Br2是氧化剂,所以Br2的氧化性应比Fe3+的氧化性强,选项A符合题意。
【答案】 A
9.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A.1∶7 B.7∶1
C.7∶8 D.8∶7
【解析】 可设参加反 应的H2SO4的物质的量为x,则根据电子得失守恒有a56×2=a64×2+2x,求得x=a448,则参加反应的CuSO4和H2SO4的物质的量之比为a64∶a448=7∶1,故选B。
【答案】 B
10.在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是( )
A.铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物
B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C.分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物
【解析】 A选项中铝热剂不单指Al粉和Fe2O3,还包括其他许多,如Al粉和V2O5、Al粉和MnO2等等,A错。
B选项中Fe2O3为不溶于水的物质,应加盐酸溶解后再加KSCN溶液,B错。
C.根据电子守恒,a mol Fe2O3变为Fe需6a mol电子,故H2、Al、CO的物质的量为3a、2a、3a,所以三者之比为3∶2∶3,故C对。
D.明矾为KAl(SO4)2•12H2O,是纯净物,D错。
【答案】 C
11.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol•L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( )
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.无法计算
【解析】 依题意,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据元素守恒法,可建立关系n(Fe)=n(Fe2+)=12n(Cl-)=12n(HCl)=12×0.1 L×1 mol•L-1=0.05 mol,m(Fe)=2.8 g。
解此题若用常规方法会非常烦琐,而用守恒法,从整体角度去思考,则非常简捷。质量守恒是化学的一个重要定律,在解题中经常用到。
【答案】 C
12.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2 、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度 和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1
C.3∶3∶8 D.1∶1∶4
【解析】 据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu2+,可知随铁粉的增加,反应的方程式分别为:
4HNO3+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
4 mol 1 mol 1 mol
2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
2mol 1 mol 3 mol
Cu(NO3)2+Fe===Fe(NO3)2+Cu
1 mol 1 mol 1 mol
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为:(2 mol-1 mol)∶1 mol∶4 mol=1∶1∶4。
【答案】 D
二、非选择题
13.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______________________。
(2)除去 蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是什么?
________________________________________________________________________。
方法二:在如右图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。